автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Разработка и исследование способа каталитического обезвреживания низконапорных отходящих газов от оксидов азота и оксида углерода (II)

• Г 1 о

! АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ УДОБРЕНИИ

На правах рукописи

ЧЛМАНТАЕВ Камилжан Кадырович

УДК 66.094.32.331

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБА КАТАЛИТИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ НИЗКОНАПОРНЫХ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ >Т ОКСИДОВ АЗОТА И ОКСИДА УГЛЕРОДА (П)

05.17.01 — Технология неорганических веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на сонскание ученой степени кандидата технических наук

г. ТАШКЕНТ — 1994 год

Работа выполнена на кафедре «Химия и химическая техно гия неорганических веществ» Чирчикского технологического > культета Ташкентского химико-технологического института.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор А. Т. ДАДАХОДЖАЕЕ

Официальные опполеяты:

доктор технических наук, профессор Г. Ш. ТАЛИПОВ, кандидат химических наук А. Н. ТАХИРОВ

Ведущая организация:

Научно-исследовательский и проектный институт УзНИИхи проект

Защита состоится марта 1994 года в 13 часов на заседай специализированного Совета Д 015.60.21 при Институте удобрен АН Республики Узбекистан.

Отзывы направлять по адресу: 700047, г. Ташке* ул. Ю. Ахунбабаева, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной би< лиотеке АН Республики Узбекистан (700170, г. Ташкент, ул. М; минова, 13).

Автореферат разослан «

» января 1994 года.

Ученый секретарь специализированного Совета, доктор химических наук

Р. Г. ОСИЧКИН/

•ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ11

Актуальность проблемы, Необходимость сохранения 'окрцяаюцей . среди а пригодном для кизни будущих поколений осознается все более широкими слоями общественности. Основные пути уменьиения отрицательных последствий производственной деятельности на природу и человека состоят в создании новых энергосберегающих технологий и эффективных способов очистки выбросов от содержащихся в них вредных компонентов.

Больше всего окружающую среду загрязняют топливно-энергетическая, нефтехимическая, химическая, целлюлозно-бумажная и металлургическая отрасли промывлениости, а также транспорт, в первую очередь автомобильный.

Накопленный мировой опыт и научные данные свидетельствуют, что для решения экологических Проблем на производств имеются немалые возможности. Разработано большое количество эффективных методов обезвреживания твердых, жидких и газообразных промышленных отходов, готовых к внедрению.

Наибольшее применение на практике получили каталитические методы очистки газов от оксидов азота, которые дают возможность очищать многокомпонентные газы с малыми начальными концентрациями вредных примесей. Однако, разнообразие технологий образования вредных выбросов, их количественный и качественный состав не позволяют решить проблему одназначно.

Известно, что отходящие нитрозные, газы производства нитро-зилсерной кислоты и дымовые газы, отходящие из котлоагрегатов являясь многокомпонентными, содераат кислород.

Изучение влияния кислорода на восстановление оксидов азота различными газами-восстановителями (СО, (СН)х, С0+(Шх., СО+НН3) с использованием катализаторов, не содержащих или с минимальным содержанием драгыеталловгявляется весьма актуальным вопросом.

Работа соответствует целевой программе ГКНТ Республики Узбекистан 03.00.00 "Охрана здоровья населенйя и природной среды -"Саломатлик",

Целью работы является разработка и внедрение метода очистки дымовых газов из паровых котлов, где в качестве топлива наряду с природным газом или мазутом используются выбросные газы отдельных производств, содержание горючие компоненты ( продувочные и танковые газы аммиачного производства, ретурные Газы и др.), а

~ А ~ • •

также опвтно-промывленная проверка результатов каталитической очистки отходящих газов производств нитрозилсерной и бензойной

кислот,

Научная новизна. Изучено влияние кислорода при восстановлении оксидов азота на катализаторах в разовых смесях; оксиды азота + толуол + кислород; оксидн азота + оксид углерода(П) + кислород; оксиды азота + толуол + оксид ыглерода(П) + кислород; оксиды азота + оксид углерода(!Ц + аммиак + кислород. Определены причины изменения степени восстановления оксидов азота в зависимости от содержания кислорода и изменения технологических условий процесса на низкопроцентном палладнйсодерхащен катализаторе.

Установлена критическая концентрация кислорода в смесях: НОх + СО + 02. ¡¡Ох + С6Н5С!15 * 02, НСх + СО + СбН$СН$ + 02 и КОх + СО НК^ + 02 , ниже которых процесс подчиняется закономерностям индивидуальных превращений,

Получетше результату легли в основу проекта опытно-промышленной установки газоочистки-,

Практическая ценность и реализация результатов работц, Реализованы в мштно-пронивленном маевтабе:

1. Совместная каталитическая очистка отходящих газов производств нитроэилсерной и бензойной кислот от оксидов азота, толуола, бензола и оксида углеродаС (15< Результаты исследований и рекомендации по счистке многокомпонентной газов'ой смеси от НОх, СО и С6Й5СН5 проили опытна-промьшлетщю 'проверку на СП "Капролак-там";

2, Совместная каталитическая очистка дымоиах газов, отходя-цих из паровых котлов ОТ оксидов агата, аммиака и оксида углерода! П). Опитйо-Проиивлемшё испытания разработанного способа реализованы в цехе пароснаОкения Чйрчийского.ПО "Электрохиыпром".

Закономерности совместной очисткй оксидов азота, толуола, бензола и оксида цглеродаПП) позвьлйлй определить технологические йараметры каталй1-йЧеской Ьчисткй И рас4й*ать йбъем катализаторов в реакторах. ,

Апробация работы, Результаты Исследований докладывались у обсуждались на М Всесоюзной конференции По Химической технологии неорганических веществ ШКазаИЬ» 1991 г.), на И Всесоюзно* совещании "Блочные носители й катализаторы сотовой структуры' (г.Новосибирск, 1952 г.), на ^»республиканской научйо-техничес-кой конференции "Интенсификация процессов химической и лицсво*

- 3 - . • ■

технологии", посвященной 90-лстий со дня рождений П,Г,Касаткина (г.Таакент, 1933 г.), на'I (1992 г,) и II (1993 г,) научно-тео-рстической и технических конференций:-; ТаиХТЙ.

Публикации. По тсиэ диссертации опубликована 14 работ, Объен и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глаз, выводов, изложена .на 130 страницах Машинописного текста, включая список цитированной Литгрзтурн (146 наименований) и содержит 1 Таблиц и 30 рисунков.

С0ДБР2ЙНЙЕ РАБОТЫ .. '

Методика эксперимента. ■. Изучение активности катализаторов, а тахгг исследование восстановления оксидов азота различными газами-восстановителями в • зависимости от технологических Параметров-проводили на проточно-лабораторной и опытно-промыиленной установках. Мерой активности катализаторов служила степень восстановления оксидов азота до молекулярного азота и глубокого окисления восстановителей (СО, СйНа. С^НаСН^, 5) до С02 и паров воды,

Концентрацию оисндов азота определяли кэтодон эвакуирован-' них колб титрометрическн и фотоколоркнетрически. Содержание кислорода, оксида углерода(П), бензола, толуола и оксида углерода (11)) анализировали хрокотограсшчески, а аакиак - .титрометрическн.

Исследование активности низкопроцентны?: палладийсодераааик катализаторов'при восстановлении оксидов азота. ' , ' Восстановление оксидов азота толуолом в присутствии- кислорода протекает по следуацин реакциям: - ' ,

СйН3СНз > 9 02 1 ? С02 + 4 Н20 • (1)

СйНэСН3- + 18 НО. ± Э П2 + 7, С02 +.4 Н^О Ш

Термодинамический анализ реакций (1) и С2)показал, что реакции терцодниамнчески вероятна., причем с повнаениви температуры изобарно-Изотеркический потенциал для реакции (2) изменяется резче, чей для реакции (Пи при достаточной количестве толуола оксиды азота могут полностью восстановлены до азота,» наоборот,при достаточной количестве окислителей реакция полного окисления толуола может протекать до кон'ца. ' •

Исследование восстановления оксидов азота толуолом на низкопроцентных палладийсодеркащих катализиторэх, разработанных в ИОКЗ (Ш Республики Казахстан,проведены на дабораторно-проточцой установке с модельной газовой сиесьв следующего состава, в у. об,: НО -0,28-0,37, С6НдСНз - 0,04-0,05, 02 - 1,3 при объемной скорости 7500-30000 ч"' и в интервале температур 300-500 °С,

Сравнение эффективности очистки газовой смеси от оксидов азота показывает, что в процессе С5Н5СН5 + КОх эффективность падает в ряду С рис ЛП-З/^-'й^Оз > Х-4-1 носитель 4ГГ0 > Х-4-1 носитель ГШ1-50 > Х-4-1 носитель ПШП-50 > Х-4-1 носитель - Й0А А12 Оз.

Рис Л, Зависимость степени восстановления КОх толуолои от температуры на катализаторах:!) 11-51 2) Х-4-1 /4ГГ0 } 3) Х-4-1 /ГИАП-50! 4) Х-4-1 ГЙАП-46; 3) Х-4-1 А0А Й^Од .

Т, °С 300 400 500 600

Из испитаннах катализаторов на первый план выдвигается катализатор 11-5, содервавий 0,05 V. вес,Р(1 на носителе из «М^Рз .

Восстановление оксидов азота Толуолом й присутствий кислорода не является селективных, так иаи реакции Ш и (2) протекает параллельно, о чем свидетельствует аналйзи газа на ойшочное количество непрореагироЬавиего- кислорода после катализатора,

На «стланных катализаторах скорость реакций восстановления !Шх толуолок при повнвеник температура растет быстрее, чей скорость окисления толуола, поэтому при достаточной количестве последней, кислород не долген оказывать вредное воздействие,

Исследованы зависимости,степени восстановления ЙОх толуолом

—.7 -

от технологических параметров. Установлены оптимальная концентрация толуола (0,0-1,0 г/м3 ) и объемная скорость газового потока - 20000 , при которнх катализатор П-5 обеспечивает высокую и стабильную очистку от НОх в пределах норк ПДЗ'.

Влияние кислорода на восстановлено оксидов азота оксидом цглерода(П).

Оксид углерода( Появляясь продуктом неполного Горения топлива, ыожет бить использован в качестве газа-восстановитс.лй .оксидов азота. Однако, содерзащие оксид углерода(П) газц в большинстве случаев содернат кислород, который виступает в роли конкурирующего агента на газ-восстановитель по реакция«:

2 СО + 2110 = На+ 2С02 (3)

СО + 0,5 0г- С02 (4)

Нами изучено влияние кислорода на взаимодействие НОх и СО, а такяе определены технологические условия протекания селективного или относительно-селективного процесса.

Исследования восстановления оксидов азота оксидом углерода (П) в присутствии 02 проводили при обменной скорости 10000-30000 ч"' и в интервале температур 250-500"С. Газовую смесь, содерзацув (в г об.): НОх- 0,1-0,3, СО - 1,0-1,5 и 0<) ~ 0,3-1,5 в потоке дзота,готовили йсскуственно. В качестве катализатора был вибран низкопроцентный палладийсодерваций контакт П-5 на. у-А^Оз . Диаметр зерен катализатора 4-5 ми, Для сравнения били проведена оон-

100

80

60

40

Рис,2, Зависимость степени, восстановления НОх с СО от тенператщ)Ц на катализаторах; 1) П-5; 2) ЙПН-2; 3) АЦКК-10: 4) СВД при №0000 ч"' .

250 300 350 400 450 500

Т, °С

- з т .

тц на таблетлрованном катализаторе ППК-2 (2 У. вее,Р<5 на У-Ш^О^), а также на алтао-цинк-недиом й{Щ-!0 П ванадиевой СБА катализаторах.

Полное.восстановление оксидов азота и присутствии 0,3-0,4 '% об. Од и объемной скорости 20000 ч"1 не? катализаторах П-5 ' и ЙПК-2 достигается при температуре 400°С (рис,2, крнвао ! и 2),'а на катализаторе ЩК~!0 (криг.ая 3) при более вясскюс температурах - 430°С и выве. При этих, ^е .условиях активность катализатора СВЛ очень низкая, тан при температуре 430°С степень' восстановления НОх составляет всего 02,5 У. (кривая 4),

Дальнсйоее сравнение Эффективности воеетановления ИОх с СО рассматривали на катализаторах П-5 и ЙПК-2, г'дв бяло установлено^ что содеркешие О* в снеси 0»3-0;4 % об. не влияет на степень восстановлений оксйдов азота (рис.З), Увеличение концентраций кислорода слегает температуру процесса б болев йисоно-геыпе|?ауурнув область. Ториозяеее. действий кислорода на степень ¡^становлений

^лс.З» Зависимость ¿'Г шетаноаления НОх с СО от йоиЦетраШШ кислорода на ката-лизйторй Й-З'прй тййператцрах!

2). 3) 400%

-----------------------С* , % Об 4

,5 1,0 1,6

оксидов азота возрастает с.увеличением ионцзнтрапий» а сши&етсв с повквениеы температур^, ' ; .

Как видно из. равнений (3) и И), 1 молекула сшеида иглеро^ да(П) зквивалентка 1 нояе13уЛа !НЬ; и 0,3 .шекуяаа йислорода, по-йтойц при содераанйи % (Золей 0,4 '/. об. колвчестйо газа»во0с!б-иовитвла должно соответствовать стшюиетркчрековд соошвсаню

С.ЗмЮОЛпНО + »0£).

Процесс патаднтичаского восстановления оксидов азота окси-

дом углерода(П) объяснен на основе многостадийного адсорбционно-* го механизма, согласно которому, в присутствии кислорода имеет иесто коикурйрувцая адсорбция 0£ и СО на поверхность катализатора, вследствии чего уменьйается степень восстанойления оксидов . азота,

3 диссертации приведены результаты изменения степени воссга-. новления оксидов азота от соотношения СО/СНО .+ ) и установлено, что процесс протекает относительно-селективно,

Исследование производительности катализатора П-5 при -изменении объемной скорости от 10000 ч*1 до 30000 ч*^ показало, что полное восстановление оксидов азота о присутствии 0,3-0,4 У. об, 0$ наблюдается в температурном интервале 400-500°С при объемной скорости до 20000 ч*1 . Оптимальным временен контактирования газов является 110,18 сек.

росстановление оксидов азота смесью оксида углерода(П) И толуола.

Исследования восстановления оксидов азота смесью оксида уг-лерода(П) и толуола в присутствии кислорода на катализаторе П-5 Проведена При концентрации компонентов газовой снеси: НОх- 0,20,4 '/. об.',' С5Н5СН3 - 0,4-0,8 г/м5 , О2 - 0,3-1,8 об., СО -

1,0-1,5 У. об., Нд - остальное,

■ %

100,

бО[ \ Рис,4. Зависимость степени

восстановления НО* «глеводо-

60 40

родами и СО от концетрации /ъ \ кислорода при температурах I

V з 20000 ч"1

0,5 1,0 1,5 2,0

1) 500 °С; 2) 400

Сп , % об. 2

Данные по изучению степени восстановления оксидов азота

- 10 - .

сиесьв СО + С0Н5СН5 от температуры при различных концентрациях кислорода показывают, что при температуре 500 °С и концентрации кислорода 1,2-1,3 У. об, достигается полное восстановление оксидов азота (рис, 4.),

Исследование влияния объемной скорости на степень очистки в интервале температур 400-500°С показало на отсутствие проскоца при И=20000 ч"' и ниве.

Сравнение данных зависимое,™ степени восстановления НОх qr изменения концентрации кислорода показало, что степень восстановления оксидов азота в интервале температур 400-500°С и концентрации кислорода 1,2-1,3 'J. об, проходит через иаксиир, С повивени-еы или понижением концентрации степень восстановления НОх резко падает..

Разнообразное действие кислорода в зависимости от его концентрации на степень восстановления НОх углеводородами и СО.объяснено согласно ударно-адсорбционнояу механизму; при малых количествах кислорода он недостато-чен для образования промежуточных активных комплексов углеводорода, а при более высоком содержании кислорода скесь восстановителей (R + СО) подвергается глубокому окислении.

Закономерности совместной очистки от оксидов- азота, толуола и оксида углорода(П) позволили определять технологические параметр» каталитической очистки, которые использованы при проектировании опытло-пронивлениря установки для'очистки газовых выбросов производств ¡мтрозилсерной и бензойной кислот,

& диссертации обосновано протекание процесса во ьнеинедиэд-у-злшшои области, • где скорость процесса определяется скорость» кассоноредачи из базового потока к наруаиой Поверхности зерен катализатора. На оснований этого расчет количества катализатора выполнен из уравнения нассопвредачи, ' .

Совместная каталитическая очистка от Íi0x¿ ПО и Н11? .

Исследования восстановлений оксидов азота сыесьй оксида уг-лерода(П) и оиииака проводили при объемной скорости 20000 ч^ И температуре 250-500ьС, Концентраций KOJirtülíeHTott газо&ой Снеси в потоке азота, составляли, в 'А об.; N0x - 0,00-0,15, ЙИ$ - 0,3-0,4, СО - 1,0-1,3 и -0,3-1,3, что соответствует npisuepiíoiiij составу газовых выбросов из парови* котлов цеха Паросьабшшя Чирчикского Пй "Электрохнипром" с учетоы разбавления с рстурными газами,

Исследования проведены па катализаторах селективной очистки АЦШМО, С8Д, АБК-10 и на налладиевнх П-5 и АПК-2,

Анализ результатов исследований показал, что полное восстановление оксидов азота смесья СО + на катализаторах йВК-19 (400°С)} ЙЦМК-Ю и СВД ( 400°С) протекает в основной за счет взаимодействия НОх с аммиаком, А на катализаторах П-5 (450 °С) и АПК-2 (400°С) - за счет оксида углерода(П),

Сравнение степени очистки от НОх на 2-х слойном катализаторе, состоящем из АЦНК-10 и П-5,с результатами восстановления НОх, полученными. для кавдого катализатора $ отдельности,показало, что температура полного восстановления оксидов азота смещается в сторону более низких температур - 300°С.

Следует'заметить, что при температуре 350°С восстановление НОх протопает в основном за счет взаимодействия с аммиаком. С по-внненнем температура выше 450°С начинает преобладать рчаимодейс-твие ПО с СО, Такое избирательное восстановление Них. на 2-х слойном катализаторе сыесьи СО + NN5 в зависимости от изменения температуры обуславливается частично-взаимной блокировкой активных центров катализаторов. При низких температурах преобладает взаимодействие НОх с НН3 . и активной частью 2-х слойного контакта- является катализатор АЦНК-10, С повышение« температуры начинает преобладать взаимодействие НО с СО. Согласно полученный результатам восстановление оксидов азота оксидом углерода(П) в тенпературном интервале 400-500 °С на катализаторе П-5 протекает селективно при концентрации' кислорода 0,5 У. об, и ниве.А при более высоких температурах активность катализатора П-5 выше,'

Таким образом, проведенные лабораторные'исследЬвания позволили в первом приблеяении установить оптимальные технологические параметры ведения процесса совместной очистки от НОх, СО и НН3' двухступенчатым контактированием;

Испытание активности сотовидного катализатора. В настоящее время в связи с успехами в области технологии приготовления блочных носителей и катализаторов сотовой структура имеется реальная перспектива замени в аппаратах газоочистки зернистых катализаторов на блочные монолитные, обладающие сравнительно малым гидравлическим сопротивлением и большой поверхность?) контактирования.

Нами Получен катализатор на сотовидном носителе из кардие-

- 12 - .

рита путем,"пропитки носителя растворами азотнокислых солей fil, Zn, Cu в виде их сывси, Полученный образец по' количественному 'составу соответствовал катализатору АЦНК-Ю,

Для определения качественных характеристик полученного образца проведены исследования но сравнении активности данного катализатора с активность» катализатора такого яе состава, но другой геометрической формы при концентрации компонентов, в '/. об,: 1Шх-0,08-0,И, HHs -0,2-0,3 и 0.2 -.0,4-1,5 в интерзало тейпе-, ратур 200-450 °С и объемной скорости ЮООО-ЗОООО ч"1 ,

Сравнение результатов восстановления НОх аммиаком показало, что температура полного восстановления НОх на зернистой катализаторе (350°С) на 50~60°С нике чем температура полного восстановления НОх на сотовидном катализаторе - 400%

Введение в очищаемую газовуш смесь до 1,2 У. об, кислорода (при заданных концентрациях составляющих,среда являлась окислительной) не оказивал.о влияние на степень восстановления НОх,

Таким образом, ыояно заключить, что полученный блочный катализатор соответствует требованиям, предъявляемым к катализаторам селективной очистки.

Анализ результатов изучения производительности данного катализатора показал , что при температуре buso 350 °С и объемной скорости до -30000 ч*< степень восстановления НОх отвечает нормам ПДВ, •• ■

Практическое применение результатов исследований, 1, На основании полученных результатоб восстановления оксидов азота оксидом угЛерода(П), Толуолом, а такяе смесью СО + CÓH5CH3 спроектирована и смонтирована опутно-проыйаленнай установка для очистки выбросных газов производств яитроэилсерпой и бензойной кислот Cft "Kanpo/taktatí'MpHü.ÓЬ •

Значений норм ПДВ H фактических ьибрвсов зтих производств приведены в таблЛ,

Опытно-промышленные испытаний проводили fía низкопроцентных . падладийсодераацих катализаторах! Ma 1 ступени Я-12-13 1! на П ступени П-5,

На I ступени протекало восстановление оксидов азота углеводородами и СО, а на И ступени'- глубокое окисление остаточного содержания углеводородов и СО, для" чего предусмотрена перед реактором И ступени' дозировка воздуха из расчета на 2-4 X об. .

Таблица 1.

Компонент«, * ПДВ, г/с Предали изменения, г/с

Толуол 3,3 33,0-41,0

бензол 8,242 . 8,4-27,6

Оксид углерода(П) 2?,5 70,4-96,5

Двуокись азота 0,428 20,0-26,6

Цнклогексан 7,044 10,5-22,5

* - до 2,4 об, ~ остальное,

Рис.5, Принципиальная схема опитно-лромивленной установим совместной каталитической очистки отходящих.газов производ- . ств нигрозилсерной !Г бензойной кислот: 1) угольные адсорбера; 2) сепаратор; 3) прописная колонна; 4) турбогазодувка; 5) злектроподогреватель; б) рваитори; 1 3 смеситель.

На основами сравнения степеней очисткй,АостйГнутых на опыт-но-проиийленной и лабораторной цстаиоЬйах, рекомендована следуйте технологические параметры ведеиИа совместной очистки от НОя, СО, Сб»5С%, СвНб ; теипервтурй предварите лышг а Подогрева - 440-450йС, объемная' скорость Газа до 33000 Ч*' , катализатор П-3, -

Разработана схена пройЫйл&нИбй уьтанопкй пройзйодНтелыЮс-тьэ по очищаемому Газу 25000 н3/час (рис.6). Рекомендовано проведение всего процесса под давлением( при зтов теплота топочйих га-

зор и энергия очищенного газа использукггсе для предварительного подогрева вибросник газов.

1) адсорберы;

2) проннвная

колонна;

3) сепаратор;

4) турбогазо-

дувка;

5) термоката-

литический

реактор;

6) виброснаа

труба.

Рис.6. Принципиальная схема промышленной установки.

Экономический эффект от енккения ущерба . окрулавчей среде после внвдрь:-Ья узла каталитической очистки составят 440000 руб/ год (по расценка« до 1.04,1991 г.), а снижение плати за виброси 86379020 руб/год,

2. Для уточнения технологических параметров ведения процесса каталитического восстановления НОх аммиаком, и смесьв НН3 + СО; проведены опитно-пронныленние испытания совместной каталитической очистки днмовнх газов от N0x, СО и ННз . Установка смонтирована в цехе пароснабвения Чирчикского ПО "Электрохиыпром'Чрис.?). '

Опитно-промиилешше испытания проводили' используя в качестве катализатора 1 ступени ЙЦМК-10, второй ступеии-пПК-2. В качестве газа-восстановитвля использовали ретур'ние газу, содериацие до 5 У. об. ННз' и до 65 X об, СО . Количество их вводили из расчета содераания аммиака, соответствующего соотношению ННз/КОх г 1,15-1,20. На II ступени протекало глубокое окисление остаточного СО до С02 .

На основании полученных результатов опитло-промывлешшх Испытаний и лабораторных исследований рекомендованы следующие технологические параметры совместной очистки от НОх, СО и-НИэ ; температура предварительного подогрева - 350-425°С, объемная скорость до 35000 ч4 , Степень очистки от.(в 7.) НОх, СО и ffllj составила 92-94, 100 и 98-99 соответственно.

ретурныа газы

Рис,7, Припципигрьиаа схема опитно-проыыйленной установки каталитической очистки диыових газов: i) выбросная труба ; 2) тнрбогаэодувка; 3) злеитроподогреватель; 4,5) реакторы; 5) саеситвль.

На основании установленных технологически« параметров пре'Д-лззена схваа лроыыиленной установки каталитической очистки диый-biiit газов (рис.О).

Г,е'?урь-ые гааы

/Ч

воздух

г—^а

ГЙ<-

L.

J:

димов. . ragti ,Х}2

воздух

Р

M

Рис.8, 'Схема 11ро«11пленной истаибййн каталитической очистки диаових газов : П днмопая Труба; 2) турбокомпрессор;

3) сеПйратор-сиеситвль; 4) терыокаталитмческиЯ роактйр;

4) вибр'осная труба.

- 18 -

Расчетный экономический эффект от снижения платы за выброси поело внедрения узла каталитической очистки составит 245000 руб/ год (в ценах на 1.01;1933 г,),

ВЫВОДЫ

1. Изучена каталитическая очистка кислородсодергацих выбросных газов от оксидов азота, углеводородов (С6Н5СН3 , СбНб ), оксида углерода(П) и аммиака, что позволило выполнить технологи- . ческие расчета для создания опытно-промышленной установки и разработать схему промышленной установки для санитарной очистки,

2. Исследован процесс каталитического восстановления оксидов азота толуолон на низкопроцентном палладийсодеряащем катализаторе и определены оптимальные концентрации кислорода (1,3 У. об,) и толуола (0,8-1,0 г/ы5), при которых сохраняется высокая степень восстановления оксидов азота.

3. Изучено влияние кислорода на процесс восстановления оксидов азота оксидом углерода*П) на низкопроцентном палладийсодер-«ацем катализаторе. Установлена тормозящее действие кислорода на восстановление и определена критическая концентрация Од (0,СХ об,), ниже которой тормояшние отсутствует,и процесс протекает относительно-селективно,

4. Исследован процесс совместной каталитической очистки выб-роснах газов от НОх, СО, С^Н^СН^ в присутствии 0$ па низкопроцентном палладийсодерващеы катализаторе и установлены их отличия от закономерностей индивидуальных превращений.

5. Изучен процесс совместной каталитической очистки от НОх, СО и НН3 в присутствии 0<> на палладий- и ванадийсодеркащих катализаторах. Установлено, что в зависимости от температуры процесса и концентрации кислорода оксиды азота избирательно взаимо-действуят с аммиаком и оксидом углерода(П).

6. Получен сотовидный катализатор на основе кардиерита по технологии приготовления катализатора ЛЦМК-10. Катализатор отвечает Требованиям, предъявляемым катализаторам селективной очистки й рекомендован для очистки безнапорных отходяцИХ газов. 9ста-ноЬйеИн технологические параыетри ведения процесса очиейои

?. Проведены опитно-оройивленние испытания каталитической очистки отдярх ^зов производств нитрозилсерйой И бензойной кислот ЬЯ ''Капролактам" от оксидов азота, толуола, бензола И оксида углероДа(П). Установлены технологические Параметры рргайиза-

!!'!!! аффективной очистки на иркопрсцеитншс катализаторах: Н '= 25000 ч"< , температура на входа а I ступець-Н0-450 °С. на входе во П ступень—540-350 °С, Составлена исходные данные к проектировании проьншлеиной установки и переданы з УзШШхиылроект.

Ппитио-проццплешш испытания каталитической очистки дыаовых газов от !{0к, СО и НН$ позволили установите технологический параметры аффективного ведения процесса очистки, применяя на I ступени катализатор ЙЦКК-Ю, на II ступени-АПК-2. При объошюй скорости газооого потока да 35000 ч"1 , тйипературо на обоих ступенях 350-400 °С достигается требуемая норна счистки.

Обций зконоиическяй эффект о? снивзния" уцорба оирдгавцей среде и плати за вредциа зиброск составит 37034020 руб/год,

Основное содержаний диссертации опубликовано с следующих работах!

1. Дадаходзаов Й.Т., йбдукадарсв 5.Т,, Чанаитаеп К.К. 3 результатах опнтно-прошшенных испытаний каталитического обеэвреан-вания отходящих газов из паровых котлов,- й сб,науч.трудов ИИ СО PflH.- Новосибирск.- ISS2,- СЛ65-169,

2. Й.Т.Дадлходчаев, Р.А.Тавкараав, БД.Йбдукаднров, КХЧамантаев. Совнестная каталитическая очистка ошдяешх газов от екендои' азота, оксида углерода и углеиодородоо ó присутствий кислорода,/Тез.докл.Йг*даиа>»<дайА копфйр, но экологически чиеш огншггг технологии- Г.Таангнт^ 1992i с.54-55./

3.-Йздаходгавв ., ЧанеиТазв К.К.,'Таанарабв P.A., нбдцкадыроо Б,?. Катал^тйЧаскои восстано&леМе оксида азота окей-Д0й углероДа(П) в присутствий кислорода,/УИзб, Sypíb- 1334 -11 1 - с. ./

4. Дадаходгаеб A.T«, Таагагфаей P.fi,, Чааашаев K.U* катали-ru4eci5ös обеэвре'шаииз огходйЬШк нйтрозШга. газов»/Тез, докл, Всесоюзной конференций ¡ta Ш,- г,Казань,- 1381,- с.238,/

5. Двдаходхаеэ hj\, ЧзйайЫев К.Й,, Taauapasö М» Влияние кислорода «а зосшногшййё йййпДав азота окепдеш угЛёрЬДаШ ná катализатора П-5.Лйз,Д.%и науч.-тзор, й tsxiú sonnst». r.TasüsiiíШ2,-е.Ю8»/

В. íhumopms A.f.,' Uatídsiraaia tt.X.< Щушарьв B.T. Совместная каталитическая очастйа. ошших газов от Н0м» CÖ и НН3 . /Твз.дойл, нацч.-mp, й texfi. какфёр. ТааЙЯ- Г.ТаакШ.- 1(192,-с»109./

7. Дадаходааев fi.T,, Чаиантаев К,К., Давыдова Б.В, Подбор катализатора для очистки отходящих газов от НОх, СО и ?1Нз ./Тез,докл. науч.-теор, и техн. кокфер. ТааХТМ - г.Ташкент.- 1992,- с,164./

8. Дадаходкаее (1.Т., Чамантаев К.К, Организация процесса каталитической очистки дниовых газов./Тез.докл. науч.-теор. и техн. конфер. ТаиХТИ - г.Ташкент.- I993.- с.44./

9. Дадаходзаев А.Т., Чамантаев К,К., Звездаев О., Маибето-ва Г, П. Каталитическая очистка выбросных газов от оксидов азота, оксида углерода(П) и аммиака./Тез.докл. науч.-теор, и техн. кои-Фер. ТаиХТИ - г.Ташкент.- 1393 .- с.192./

10. Дадаходнаев Й.7., Чамантаев К.К., Ташкараев Р.П., Абду-кадыров Б.Т. Термокаталитический реактор./Тез;докл". Иевреспуб. науч.-техн.конфер."Интенсификация процессов химической и пивевой технологии".- г.Тавкент.-ШЗ.- с,262./

11. Дадаходяаев А.Т., Чамантаев К.К., Абдукадыров Б.Т., Tas караев Р.й. Отпно-проаьшенная установка каталитической очистки отходящих газов./Тез.докл. йекреспуб. науч.т.техн. конфер, "Интенсификация процессов химической и пищевой технологии",- г,Тааивнт.-1993.- с.263./

12.Дадаходяаев А.Т., Чамантаев К.К. Каталитическое обезврв-вивание отходящих газов из паровых котлов./Тез.докл. ИекресПуб. науч.-техн. конфер."Интенсификация процессов химической и пищевой Технологии"- г.Таикент.- 1993,- с.254./:

Í3, Отчет о научно-исследовательской работе "Оказание технической пойоши в разработке способа совместной очистки отходящих газов производств Нитрозилсерной и бензойной кислот",- УДК 66.09?. 3.942.97, Н Госрегистрации 81098619,- Г.Тавкент.-1990.- 37 с.

14. Отчет о йаучно-исследовательской работе "Очистка виброснах Газов от оксида Кглерода(П) И оксидоь азота",- НДК 66.097.942, 97, Н Гос.регистрации 0Í93C000874, Инв.Н 02,93.0000417- г.Ташкент-* 1993.- 38 с,

- 19 -

ЧйМЯНТЯЕВ Коииляон ¡{одировкч

ПАСТ ШИШ ШЛР.ЩЩ ГЯЗЛАРНИ АЗОТ ОКСИДЛЙРИ ЗА УГЛЕРОД*П> ОКСИДИДАН КАШИТИК УСУЛДА ЗЙРЙРСИЗШТИРИ зсзлинч ЯРЙТИИ эа ТАДНИНОТ зтиш

Таркибида кислород бОлгаи таиландик газларни азот оксидлари, углеводородлар (CûHsCIîj , CaHô >, углеродеП) оксиди ва акмиакдан катализ усулда зарарсизлантирии карабин йрганилиб, олинган нати-галар санитар тозалаа саноат-тавриба ^урилмасини яратишга иикбн бердя,

Азот оксидларинй толуол билаи пайтарив »арайни таркибида палладий мивдори нам б9лган катализатррда Зрганилиб. азот оксидлари-дан внорй даражада тозалаш учун зарур б^лган кислороднкнг (1,3 7. адкк.) ва толуолнинг (0,8-1,0 г/м1 ) оптииал концентрациялари аничланди,

йэот оксидларини углерод(П) оксиди билан паст иикдорлн палла-дийли катализаторда ^айтаривда, кислородникг «арайнга салбий таъ-сир зтиаи, цаща «арайн нисбий-селектив бтивн анинланди.

Таркибида кислород бдлган таиландич газларни бирданига азот оксидлари, углерод(П) оксиди ва углвводородлардан тозалаш Зрганилиб, уларнинг якка ^олдаги тозаланивидан фаре,и к8рсатилди.

Палладий ва ванадийли катализаторларда азот оксидлари, углероде П) оксиди ва аимиакдан зарарсизлантирив Органнлди. Еара§н г,а-рорати ва кислород концентрацияси узгаривига нисбатан азот оксид-ларининг- акииак ва углерод(П) оксиди билак таъекрлааиши ашщланди.

АЦМК-10 катализатор тайЗрлаш нараёнига асосав муысиион блокли • катализатор олиниб, уии селектив тозалавда йаст босиили газларйи зарарсизлантирив учун кЭллаа тавсия этилди.

"Капрйлактаи" едина корхоиасидаги Нйтрозялсульфат ва бензой кислоталари ивлаб чйнариида айралиб Чинадйган Тайлайди!* Газларни азот оксидлари, Толуол, бензол йа углерод, (Я) рйеишай каталитик тоэалан саноат-таврйба гвкйиршар дтказйлдк, Пас-f ЭДоцейтли пал-ладШй Kataaii3atôpJiâp квтирокида Газларни cauâpaiu тогалайнй таа-к'ал этрнийг технологии.хСфсатиичларн амйнландн: И=258О0 сойт"1 , S-босничга Н'ФйЫдаГй j^popai 440-450 °С. 2-8ос({ичга кйрйидаги-• 640-380 вС,

СаноаТ ^црнлмасини лойи^алаштириш учун дэстлабни иаълуиот-язр ивлаб Чйрлиб, ЗэКСИТЛЙга тойпйрилди.

MHp'iHf$ "3fleKTpoitHngcaiioaT)5" UHJiaO miopias GHp^atudacHflarH Gyr OHJiaii TabBHu/iau qexmmur 6uf ^o3on/iapHflaH iteiniHrH iaeJiaHAHU ra3-jiapmi uaTa/iiitiiii T03a/iaB fiyflmra canoaT-Tas;pii6a TeKiwpiiMap, l-Ooc-l^HMAa OUJiK-lO, J^auaa 2-6ocipilt.Ra ftilK~2 KaTajiioafopjiapn HWJiatiuiraH-jia. caKapaJiH Tosaiiasu sapaSmuiH ojihO DopuBMiHr texnojiopHK sapoiiT-jtaphhh aiimh;jia&ta hmk'oh Gepaii, Pa3 oniummiHr ^asmhfl Teajnirn 3SOOO coaT"' raMa Ba vmiiajia GocivmnarH ras }jdpopaTH 350-400 °C Cyjiraima. T03aj!asi nopwacHHHHr eTapjiH r.ypcaiKim/iapK apmt'KJijut.

Atpoip My^Htra 3apapnii ca aapap/i» Tasuiatijunysap y4yn tyjiob jja-i^hhh KauaiiTHpHB tyicofiura apHismiaRHran iir,THcojtfift cauapa Gup RnJiAa 87664020 cyiiiiH ratiKHji ataan. '

CHAKANTAEF Kaailjan Kadyrovich

ELABORATION AND STUDY OF CATALYTIC PURIFICATION OF HEADLESS WASTE GASES FR0H NITROGEN OXIDE AHD CflRBOH OXIDE(II),

It Is studied the catalytic purification of oxygen-containing headless waste gases froe nitrogen oxide, hydrocarbons (C^CHj, , ), carbon oxlde(fl) and awohia, that permitted to ¡sake the of the pilot-plant for the sanitary treatment.

It Is studied the process of catalytic reduction of nitrogen oxides by toluene on low percent palladium-containing catalyst and the optloal concentrations of oxygen (1,3 t of voluae) and of toluene (0,8-1,0 g/ac) are defined at which the high grade of nitrogen oxide reduction is Eaintained.

it is studied the influence of the oxygen on the nitrogen oxide reduction process by carhop oxide(il) In low percent palladium-containing catalyst.

It Is determined the deceleration effect of oxygen on the reduction and it is defined the critical concentrator of (0,6 X of of voluae) belou which the deceleration is absent and the process runs relatively selective,

It is studied the process of waste cases coabined catalytic purification of HOx, CO, CJi^CHj in the presense O^'on the low percent pallalium-cohtaihg catalyst and the differences fron the regularity of Individual conversion are defined.

It is studied the process of cosbined catalytic purification

frog HQs, CO and NH3 In the presence of Og on the Pd(paUadltiB)-and U(vanadius)-contalns catalysts,

It is dsterualned that depending on the process tenperatura and oxygen concentration, nitrogen oxides interact selectively with aaaonia and carbon oxlde(il),

It is received the honeytype catalyst on the career froa cardierlte according to the catalyst flHKK-10 preparation techno-gy, The catalyst natches the requireoants for selective purification catalysts.

The process values of conducting of the purification are defined, and the catalyst is recoaendsd for the headless uaste gases purification.

The experimental-Industrial tests of the nitrosylsylfuric and benzoic acid uaste gases catalytic purification froa nitrogen oxide, toluene, benzol and carbon oxide(fl) of Caprolactaa joint venture uere carried out, Process values of the realization of the effective purification uith lot/ percent catalyst uere defined :: H*25000 h"' 7 1 grade Inlet teaperatUre - 440-450 "C, 2 grade-inlet teisperature - 340-950 °C,

The initial data for industrial plant design are defined and transmitted to UzNtlCHIHPROiECT.

Pilot'plant tests of the uaste gaseg catalytic purification of "ElectrochisproB" stfeaii generation section boiled resulted in the determination of protess data of purification effective conducting using on the 1 stage, the AllHK-13 catalyst and on the 2 stags - the AI1K-2 catalyst, The requested grade of purification is achieved uith the gas flou Voluae velocity tip to 35000 h"1 and at the temperature of both stages 335-400 °C.

Total econoaic effect, due to the decrease of hara to the environaant and payaent for hariful effluents, runs about 87664020 rubles/year.